一种声学谐振器、滤波器和多工器的制作方法

本申请涉及声学器件，具体而言，涉及一种声学谐振器、滤波器和多工器。

背景技术：

1、随着无线通讯技术的迅猛发展，无线信号变得越来越拥挤，对工作在射频区域的滤波器提出了集成化、微型化、低功耗、高性能、低成本等要求。基于压电薄膜的滤波器由于满足以上优点，已经成为了市场主流。

2、目前掺钪氮化铝被用作压电薄膜材料，掺钪氮化铝虽然可以通过调整掺钪浓度对应调整压电薄膜的机电耦合系数，来改变滤波器的带宽，进而满足市场对不同带宽滤波器的需求，但目前掺钪氮化铝薄膜存在一定的钪析出问题，大大影响了其薄膜质量，从而影响谐振器的品质因数与滤波器的带内插损等性能。

技术实现思路

1、本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种声学谐振器、滤波器和多工器。

2、为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

3、本申请实施例的一方面，提供一种声学谐振器，包括衬底及设置在衬底上的谐振结构；谐振结构包括层叠设置的电极结构和复合压电层；对电极结构施加驱动电压以使复合压电层产生驻波；其中，复合压电层包括至少两层子压电层，至少一层子压电层中掺杂钪元素，控制掺杂钪元素的子压电层的厚度以调节子压电层内晶粒的取向一致。

4、可选的，复合压电层包括层叠设置的第一子压电层和第二子压电层，第二子压电层掺杂有钪元素，第二子压电层设置于第一子压电层的上表面。

5、可选的，第二子压电层的厚度为a，且50nm≤a≤200nm。

6、可选的，第一子压电层为氮化铝、氮化镓或氧化锌制成的压电薄膜。

7、可选的，第二子压电层为掺钪氮化铝薄膜，钪元素掺杂比例为r，且10％≤r≤50％。

8、可选的，电极结构包括底电极和顶电极，底电极设置于衬底上，第一子压电层沉积于底电极上，顶电极沉积于第二子压电层上。

9、可选的，电极结构包括上电极，第一子压电层设置于衬底上，上电极沉积于第二子压电层上。

10、可选的，上电极包括叉指电极。

11、本申请实施例的另一方面，提供一种滤波器，包括上述任一种的声学谐振器。

12、本申请实施例的又一方面，提供一种多工器，包括上述任一种的声学谐振器。

13、本申请的有益效果包括：

14、本申请提供了一种声学谐振器、滤波器和多工器，包括衬底及设置在衬底上的谐振结构；谐振结构包括层叠设置的电极结构和复合压电层；对电极结构施加驱动电压以使复合压电层产生驻波；其中，复合压电层包括至少两层子压电层，至少一层子压电层中掺杂钪元素(作为掺钪压电层)，可以通过控制掺钪压电层的厚度处于较为适宜的厚度区间，避免掺钪压电层的厚度过厚，从而降低膜内温度随薄膜厚度的变化所产生的差别，减少不同取向晶粒的生长，使得最终制备得到的掺钪压电层的晶粒取向较为一致，有效提高复合压电层的质量，以便于使得具有该复合压电层的声学谐振器能够具有较好的品质因数，由其所搭建的滤波器不仅能够实现带宽的调节，而且还能够具有较低的滤波器的带内插损。

技术特征：

1.一种声学谐振器，其特征在于，包括衬底及设置在所述衬底上的谐振结构；所述谐振结构包括层叠设置的电极结构和复合压电层；对所述电极结构施加驱动电压以使所述复合压电层产生驻波；其中，所述复合压电层包括至少两层子压电层，至少一层所述子压电层中掺杂钪元素，控制掺杂钪元素的所述子压电层的厚度以调节所述子压电层内晶粒的取向一致。

2.如权利要求1所述的声学谐振器，其特征在于，所述复合压电层包括层叠设置的第一子压电层和第二子压电层，所述第二子压电层掺杂有钪元素，所述第二子压电层设置于所述第一子压电层的上表面。

3.如权利要求2所述的声学谐振器，其特征在于，所述第二子压电层的厚度为a，且50nm≤a≤200nm。

4.如权利要求3所述的声学谐振器，其特征在于，所述第一子压电层为氮化铝、氮化镓或氧化锌制成的压电薄膜。

5.如权利要求4所述的声学谐振器，其特征在于，所述第二子压电层为掺钪氮化铝薄膜，钪元素掺杂比例为r，且10％≤r≤50％。

6.如权利要求2至5任一项所述的声学谐振器，其特征在于，所述电极结构包括底电极和顶电极，所述底电极设置于所述衬底上，所述第一子压电层沉积于所述底电极上，所述顶电极沉积于所述第二子压电层上。

7.如权利要求2至5任一项所述的声学谐振器，其特征在于，所述电极结构包括上电极，所述第一子压电层设置于所述衬底上，所述上电极沉积于所述第二子压电层上。

8.如权利要求7所述的声学谐振器，其特征在于，所述上电极包括叉指电极。

9.一种滤波器，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的声学谐振器。

10.一种多工器，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的声学谐振器。

技术总结
本申请提供一种声学谐振器、滤波器和多工器，涉及声学器件领域，包括衬底及设置在衬底上的谐振结构；谐振结构包括层叠设置的电极结构和复合压电层；复合压电层包括至少两层子压电层，至少一层子压电层中掺杂钪元素(作为掺钪压电层)，可以通过控制掺钪压电层的厚度处于较为适宜的厚度区间，避免掺钪压电层的厚度过厚，从而降低膜内温度随薄膜厚度的变化所产生的差别，减少不同取向晶粒的生长，使得最终制备得到的掺钪压电层的晶粒取向较为一致，有效提高复合压电层的质量，以便于使得具有该复合压电层的声学谐振器能够具有较好的品质因数，由其所搭建的滤波器不仅能够实现带宽的调节，而且还能够具有较低的滤波器的带内插损。

技术研发人员：谷曦宇,刘炎,孙成亮,国世上,孙博文,丁志鹏
受保护的技术使用者：苏州敏声新技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12